13 марта 2025 Financial One
В 50–60-е годы, когда наука о регистрации излучения только набирала обороты, использовалась сравнительно простая аппаратура, отмечает Борис Бояршинов. По его словам, в те времена основным объектом исследований была реакция плазмы на поданный импульс – фиксировались параметры тока, возникающего при воздействии напряжения.
Он привел пример из фильма «Девять дней одного года», где физик Гусев наблюдал за плазмой с помощью осциллографа, подчеркивая, что такая методика была отражением реальных научных процессов того времени. Важной задачей было определить энергию частиц и направление их движения, особенно при изучении космических частиц. Для этого применялись так называемые телескопы, фиксирующие частицы, прилетающие из космоса. «Это позволяло исследовать природу частиц и их взаимодействие с атмосферой Земли», – рассказал эксперт.
Детекторы: принципы работы и эволюция приборов
Бояршинов подробно объяснил принципы работы различных детекторов. Он отметил, что при прохождении заряженной частицы через вещество происходит процесс ионизации: частица сталкивается с атомами вещества, выбивая электроны, которые начинают двигаться вслед за частицей, образуя облако ионов.
Этот процесс фиксировался приборами, что позволяло ученым регистрировать факт прилета частицы и ее основные характеристики. Особое внимание эксперт уделил счетчику Гейгера-Мюллера, который фиксирует только сам факт пролета частицы, но не позволяет измерить ее энергию.
«Когда ионизирующая частица проходит через газ, создается электрический пробой между электродами, что приводит к характерному щелчку», – пояснил Бояршинов. Этот щелчок свидетельствует о регистрации частицы, но не дает информации о ее природе. С течением времени появились более точные приборы, такие как пропорциональные камеры. Они работают по схожему принципу, но позволяют получить дополнительные данные: в таких устройствах создается постепенное накопление заряда, который затем фиксируется приборами.
«Пропорциональные камеры стали шагом вперед в точности измерений, открыв новые возможности для анализа частиц», – добавил эксперт.
От ручной работы к цифровым технологиям
Развитие методов регистрации шло рука об руку с технологическим прогрессом. Ранее обработка данных производилась вручную: изображение проецировалось на экран, и лаборанты измеряли положение частиц на фотографиях для дальнейшего анализа. Бояршинов вспомнил, как его шеф, профессор Щербаков, защищал докторскую диссертацию, опираясь на такие методы.
«Лаборанты с иронией говорили, что стали свидетелями того, как профессор получил степень доктора наук буквально на их глазах – и в переносном, и в прямом смысле», – поделился эксперт. Позже ручной труд был заменен компьютерными методами обработки. Теперь изображение оцифровывалось, лаборант подводил курсор к нужной точке, а компьютер автоматически считывал все точки вдоль трека частицы. Появились и новые инструменты, такие как проволочные камеры, фиксировавшие координаты х и у при пролете частицы, а номер слоя проводов позволял восстанавливать ее траекторию. Были и более экзотические идеи – например, использование сверхпроводимости для регистрации протонов, но из-за сложности реализации они не получили широкого распространения.
Современные технологии и перспективы
Сегодня методы регистрации значительно продвинулись вперед, но принципы остались прежними. Как рассказал Бояршинов, на больших протонных ускорителях до сих пор используются сцинтилляторы, фиксирующие световые вспышки при взаимодействии частиц с веществом. Кроме того, теперь частицы сталкивают не с неподвижной мишенью, а между собой в коллайдерах. «Колоссальная кинетическая энергия таких столкновений превращается в массу новых частиц, согласно знаменитой формуле Эйнштейна E = mc2», – отметил эксперт.
Не является индивидуальной инвестиционной рекомендацией | При копировании ссылка обязательна | Нашли ошибку - выделить и нажать Ctrl+Enter | Жалоба